JP2006288472A - X-ray ct apparatus and image reconstruction - Google Patents

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Koji Takizawa
浩司 滝沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining an image of high precision and high resolution by preventing blurring of the image caused by vibration of a bed top panel, etc. <P>SOLUTION: The image data are reconstructed by detecting the position of an X-ray source 15, an X-ray detector 17 or the bed top panel 29 by a position detector 47, obtaining the relative positional information among the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the bed top panel 29 from the actually detected positional information, and correcting X-ray projection data according to the relative positional information. For example, image data are reconstructed using X-ray projection data detected by an X-ray detecting element located at a position displaced by a quantity equivalent to the quantity of displacement of the bed top panel 29 if the bed top panel 29 is displaced with vibration etc. In this way, displacement of the bed top panel 29 can be offset by correcting the X-ray projection data according to the quantity of displacement and reconstructing the image data, and as a result, the image with high precision and high resolution can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、X線CT装置に関し、特にX線源、X線検出器又は寝台天板等の位置を検出し、その位置情報を用いて画像データを再構成するX線CT装置に関する。   The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to an X-ray CT apparatus that detects the position of an X-ray source, an X-ray detector, a bed top, or the like and reconstructs image data using the position information.

X線CT装置は、回転架台(ガントリ)と、回転架台の近傍に配置された寝台(ベッド)とを備えている。回転架台には被検体を挿抜するための開口部が設けられ、また、この開口部の中心軸回りに対向状態を維持しつつ連続回転可能にX線源とX線検出器とが回転架台に内設されている。寝台は、昇降可能な寝台基台の上部に水平移動可能に被検体搭載用の寝台天板が支持されている。   The X-ray CT apparatus includes a rotating gantry (gantry) and a bed (bed) disposed in the vicinity of the rotating gantry. The rotating gantry is provided with an opening for inserting and removing the subject, and the X-ray source and the X-ray detector are arranged on the rotating gantry so as to be continuously rotatable around the central axis of the opening. It is installed inside. The couch is supported by a couch top for mounting a subject on an upper part of a couch base that can be raised and lowered.

このX線CT装置による所定部位の断層像の撮像は、被検体を載置した寝台天板を水平移動させて被検体を回転架台開口部内に挿入し、X線源とX線検出器とを結ぶ撮像位置に被検体の撮像部位を位置させる。そして、X線源とX線検出器とを被検体の回りで回転させ、この回転中にX線源から被検体に向けてX線を照射し、X線検出器が被検体を透過した透過X線データを検出する。   The X-ray CT apparatus captures a tomographic image of a predetermined site by horizontally moving the bed top plate on which the subject is placed, inserting the subject into the opening of the rotating base, and connecting the X-ray source and the X-ray detector. The imaging part of the subject is positioned at the imaging position to be connected. Then, the X-ray source and the X-ray detector are rotated around the subject, and during this rotation, X-rays are emitted from the X-ray source toward the subject, and the X-ray detector transmits through the subject. X-ray data is detected.

なお、X線検出器には、X線検出器とともに回転されるデータ収集エレクトロニクス(DAS)が接続されており、このDASが、所定タイミングごとにX線検出器で検出されるX線投影データ(アナログな電気信号)をデジタルデータに変換して収集する。DASによるデータ収集タイミングは、X線源などが所定角度回転されるごとであり、X線源などが被検体の回りで1周回転される間にDASは所定回数だけデータを収集する。DASで収集された、被検体の周回からの1周分の収集データは再構成処理部に送られ、再構成処理部は与えられたX線投影データに基づき上記撮像部位の画像データを周知の計算方法で再構成する。   The X-ray detector is connected to data acquisition electronics (DAS) that is rotated together with the X-ray detector, and this DAS is detected by the X-ray detector at a predetermined timing. Analog electrical signals) are converted into digital data and collected. Data collection timing by the DAS is every time the X-ray source or the like is rotated by a predetermined angle, and the DAS collects data a predetermined number of times while the X-ray source or the like is rotated once around the subject. Collected data for one round from the round of the subject collected by the DAS is sent to the reconstruction processing unit, and the reconstruction processing unit knows the image data of the imaging region based on the given X-ray projection data. Reconfigure with the calculation method.

また、らせん状のスキャン(ヘリカルスキャン)を行い、連続した部位からなる撮像領域(例えば、胸部から上腹部にかけての領域)を連続して撮像し、この領域内の任意の部位の画像を得るように構成されたX線CT装置が提案実施されている(例えば、特許文献1)。このヘリカルスキャンを行なえるX線CT装置は、従来、以下のように構成されている。   In addition, a spiral scan (helical scan) is performed, and an imaging region consisting of continuous parts (for example, a region from the chest to the upper abdomen) is continuously imaged, and an image of an arbitrary part within this region is obtained. An X-ray CT apparatus configured as described above has been proposed and implemented (for example, Patent Document 1). An X-ray CT apparatus capable of performing this helical scan is conventionally configured as follows.

例えば、設定された撮像領域の撮像開始部位(例えば、胸部)を回転架台開口部内の撮像位置に位置させ、X線を照射させながらX線源とX線検出器とを一定の回転速度で連続回転させ、この回転に同期して、撮像位置に位置される部位を撮像領域の撮像終了部位(例えば、上腹部)方向に変位させるように寝台天板を一定速度で水平移動させ、X線源とX線検出器との回転軌跡が被検体に対してらせん状になるようにスキャンして、上記設定された撮像領域を連続して撮像する。   For example, the imaging start site (for example, the chest) of the set imaging area is positioned at the imaging position in the opening of the rotating base, and the X-ray source and the X-ray detector are continuously rotated at a constant rotational speed while irradiating X-rays. In synchronization with this rotation, the bed top is horizontally moved at a constant speed so as to displace the part located at the imaging position in the direction of the imaging end part (for example, the upper abdomen) of the imaging region, and the X-ray source And the X-ray detector are scanned so that the rotation trajectory is spiral with respect to the subject, and the set imaging region is continuously imaged.

X線源とX線検出器の回転速度は、制御装置により制御される。これにより、例えば、X線源が被検体の真上に位置(X線検出器は被検体の真下に位置)する状態から次にX線源が被検体の真上に位置する状態までの間に、X線源などは被検体に対して相対的にらせん状に移動するが、DASは所定回数分のデータを収集する。   The rotational speeds of the X-ray source and the X-ray detector are controlled by a control device. Thereby, for example, from the state in which the X-ray source is located directly above the subject (the X-ray detector is located directly below the subject) until the next state in which the X-ray source is located directly above the subject. In addition, the X-ray source and the like move in a spiral relative to the subject, but the DAS collects data for a predetermined number of times.

また、寝台天板の水平移動はX線源などの回転速度に応じた速度で行われる。このX線源などの回転速度と寝台天板の移動速度とが、一定の比率になるように制御装置により制御される。制御装置は設定されたX線源などの回転速度に応じた寝台天板の移動速度を計算で算出し、この計算によって得られた移動速度で寝台天板が水平移動するように制御する。   Further, the horizontal movement of the couch top is performed at a speed corresponding to the rotational speed of the X-ray source or the like. The rotational speed of the X-ray source or the like and the moving speed of the bed top are controlled by the control device so as to be a constant ratio. The control device calculates the moving speed of the couch top according to the set rotational speed of the X-ray source, and controls the couch top to move horizontally at the moving speed obtained by the calculation.

また、撮像領域内の任意の部位の画像データを再構成するためには、DASで収集したX線投影データに対する寝台天板の位置情報が必要になるが、この位置情報は、制御装置により求められている。制御装置は、例えば、X線源等の回転速度と寝台天板の移動速度とに基づき位置情報を算出している。ヘリカルスキャンの間、X線源等の回転速度と天板の移動速度とはそれぞれ一定であるので、各X線投影データに対する寝台天板の位置情報を一義的に求めている。つまり、X線源、X線検出器及び寝台天板の実際の位置を検出してX線投影データに対する寝台天板の位置情報を求めるのではなく、理想的なモデル(理論的なモデル)に基づいてX線源、X線検出器及び寝台天板の位置を求めている。そして、理想的なモデル(理論的なモデル)に基づいて算出された位置情報を用いて画像データを再構成している。   In addition, in order to reconstruct image data of an arbitrary part in the imaging region, position information of the couch top with respect to X-ray projection data collected by DAS is necessary. This position information is obtained by a control device. It has been. For example, the control device calculates the position information based on the rotational speed of the X-ray source or the like and the moving speed of the bed top. During the helical scan, the rotational speed of the X-ray source or the like and the moving speed of the top board are constant, so the position information of the bed top board for each X-ray projection data is uniquely obtained. That is, the actual position of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top is not detected, and the position information of the couch top with respect to the X-ray projection data is not obtained, but an ideal model (theoretical model). Based on this, the positions of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top are obtained. Then, image data is reconstructed using position information calculated based on an ideal model (theoretical model).

再構成処理部では、この寝台天板の位置情報とその位置に対するX線投影データとを特定し、所望の部位の周回収集データ(1周分の収集データ)やその前後1周分の収集データなどに基づき、周知の計算方法でその部位の画像データを再構成する。   The reconstruction processing unit specifies the position information of the bed top and the X-ray projection data corresponding to the position, and the collected data of the desired part of the circulation (collected data for one round) and the collected data for one round before and after that. Based on the above, the image data of the part is reconstructed by a known calculation method.

このように従来のX線CT装置においては、X線源及びX線検出器からなる測定系と被検体を載置した寝台天板との相対的な位置関係は、測定系及び寝台天板を制御している制御装置により計算して求められ、再構成処理部はその計算により求められた相対的な位置関係に基づき画像データを再構成している。   As described above, in the conventional X-ray CT apparatus, the relative positional relationship between the measurement system including the X-ray source and the X-ray detector and the bed top plate on which the subject is placed is the same as the measurement system and the bed top plate. The reconstruction processing unit reconstructs image data based on the relative positional relationship obtained by the calculation.

特開2004−181069号公報JP 2004-181069 A

従来のX線CT装置においては、X線源、X線検出器及び寝台天板の位置を実際に測定して求めるのではなく、理想的なモデル(理論的なモデル)に基づいて制御装置が計算して求めている。このような計算によれば、簡単に位置情報を求めることができるが、特にヘリカルスキャンの場合、回転架台及び寝台の振動等が原因となって検出されたX線投影データに微細なぶれが発生し、X線投影データに基づき再構成される画像がぼやけたものになってしまう場合がある。   In a conventional X-ray CT apparatus, the controller is not based on an ideal model (theoretical model), rather than actually measuring the positions of the X-ray source, the X-ray detector, and the couch top. Calculated and determined. According to such a calculation, position information can be easily obtained. However, in the case of helical scan in particular, fine blurring occurs in detected X-ray projection data due to vibrations of a rotating base and a bed. However, the image reconstructed based on the X-ray projection data may become blurred.

X線CT装置は高分解能化されつつあり、最近のX線CT装置の分解能は、例えば、0.5[mm]以下が要求される。上述した回転架台及び寝台の振動等が大きい場合は、高分解能化の要求を満たすことが困難となる。   The resolution of X-ray CT apparatuses is increasing, and the resolution of recent X-ray CT apparatuses is required to be 0.5 [mm] or less, for example. When the vibrations of the above-described rotating base and bed are large, it becomes difficult to satisfy the demand for high resolution.

上述したように、従来のX線CT装置においては、X線源及びX線検出器は制御装置による制御により正確な円周上を滑らかに動くという理想的なモデル(理論的なモデル)を想定しており、制御装置はその理想的なモデルに基づいてX線源及びX線検出器の位置を計算していた。これと同様に、寝台天板も制御装置の制御により正確に動くという理想的なモデルを想定しており、制御装置はその理想的なモデルに基づいて寝台天板の位置を計算していた。このようにX線源、X線検出器及び寝台天板の動作の理想的なモデルを想定し、その理想的なモデルに基づいて、上述した、X線源及びX線検出器からなる測定系と寝台天板との相対的な位置関係を求めていた。   As described above, in the conventional X-ray CT apparatus, an ideal model (theoretical model) is assumed in which the X-ray source and the X-ray detector smoothly move on an accurate circle under the control of the control device. Therefore, the controller calculates the positions of the X-ray source and the X-ray detector based on the ideal model. Similarly, an ideal model is assumed in which the bed top plate moves accurately under the control of the control device, and the control device calculates the position of the bed top plate based on the ideal model. In this way, an ideal model of the operation of the X-ray source, the X-ray detector, and the couch top is assumed, and based on the ideal model, the measurement system including the X-ray source and the X-ray detector described above. And the relative position of the couch top.

ところが、回転架台及び寝台天板は別々の制御に基づいて動作しており、更に、上述したように回転架台等には振動等が発生するため、実際の動作は理想的なモデルからずれてしまい、X線源及びX線検出器からなる測定系と寝台天板との相対的な位置関係を正確に求めることは困難となる。回転架台等に振動等が発生した場合であっても、相対的な位置関係を正確に求めることが困難であるため、その振動等による影響を考慮せずに理想的なモデルに従って相対的な位置関係を求めてしまい、その結果、再構成される画像はぼやけたものになってしまう。   However, the rotating base and the couch top operate based on different controls, and furthermore, as described above, vibrations and the like are generated on the rotating base and the like, so the actual operation deviates from the ideal model. It is difficult to accurately obtain the relative positional relationship between the measurement system including the X-ray source and the X-ray detector and the couch top. Even if vibration occurs on a rotating platform, etc., it is difficult to accurately determine the relative positional relationship, so the relative position according to the ideal model is not taken into account. As a result, the reconstructed image becomes blurred.

X線源、X線検出器及び寝台天板の振動による画像再構成への影響について、図6を参照して説明する。図6はX線CT装置の回転架台を正面からみた図であり、X線源、X線検出器及び寝台天板が示され、回転架台等は省略されている。図6において、X線源及びX線検出器は矢印Aの方向に回転させられ、寝台天板は図面に垂直な方向に移動可能となっている。   The influence on the image reconstruction due to the vibration of the X-ray source, the X-ray detector, and the couch top will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a front view of the rotary base of the X-ray CT apparatus, showing an X-ray source, an X-ray detector, and a couch top, and the rotary base and the like are omitted. In FIG. 6, the X-ray source and the X-ray detector are rotated in the direction of the arrow A, and the bed top is movable in the direction perpendicular to the drawing.

例えば、ヘリカルスキャンにより被検体の画像データを収集する場合、制御装置の制御により、寝台天板29は図面に垂直な方向に移動し、それと同時にX線源15及びX線検出器17が被検体の周囲を回転する。このよう状態でX線源15からX線ビームが曝射され、被検体を透過したX線ビームがX線検出器17にて検出される。   For example, when collecting image data of a subject by helical scanning, the bed top plate 29 moves in a direction perpendicular to the drawing under the control of the control device, and at the same time, the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 are moved by the subject. Rotate around. In this state, the X-ray beam is emitted from the X-ray source 15 and the X-ray beam transmitted through the subject is detected by the X-ray detector 17.

まず、図6(a)を参照しつつ寝台天板29が振動する場合について説明する。寝台天板29に振動等が発生しない場合においては、制御装置(図示しない)の制御により寝台天板29は破線で表された高さに維持されて図面に垂直な方向に移動させられているものとする。X線源15及びX線検出器17が寝台天板29(被検体)の周囲を矢印Aの方向に回転しながらスキャンを行ない、連続的なX線投影データを収集する。そして、再構成処理部(図示しない)は寝台天板29が理想的なモデルを反映して移動しているものとし、その理想モデルから得られるX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の相対的な位置情報とX線投影データとから画像データを再構成する。この場合、破線で表された寝台天板29は理想モデルを反映した位置に維持されているため、再構成された画像にぶれ等は発生せず、所望の画像を得られる。   First, a case where the bed top plate 29 vibrates will be described with reference to FIG. When vibration or the like does not occur on the couch top plate 29, the couch top plate 29 is maintained at a height indicated by a broken line and is moved in a direction perpendicular to the drawing under the control of a control device (not shown). Shall. The X-ray source 15 and the X-ray detector 17 scan while rotating around the couch top 29 (subject) in the direction of arrow A, and collect continuous X-ray projection data. The reconstruction processing unit (not shown) assumes that the bed top plate 29 is moved reflecting the ideal model, and the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the bed top obtained from the ideal model. Image data is reconstructed from the relative position information of the plate 29 and the X-ray projection data. In this case, since the couchtop 29 represented by the broken line is maintained at a position reflecting the ideal model, a desired image can be obtained without blurring and the like in the reconstructed image.

ところが、寝台天板29に上下方向(矢印Bの方向)の振動が発生した場合、寝台天板29は、制御装置による制御により理想的なモデルを反映した本来の高さ(破線で表された位置)から、矢印Bの方向(実線で表される高さ)にずれ、そのずれた位置においてスキャンが行なわれてX線投影データが収集される。このように寝台天板29が上下方向にずれた状態においても、再構成処理部は寝台天板29が理想的なモデルを反映して移動しているものとして、その理想的なモデルから得られるX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の相対的な位置情報とX線投影データとから画像データを再構成する。このように、本来の位置から上下方向にずれた状態の相対的な位置情報に基づいて画像データを再構成するため、再構成された画像は上下方向にぼやけたものになってしまう。   However, when vibrations in the vertical direction (in the direction of arrow B) occur on the bed top plate 29, the bed top plate 29 has an original height (represented by a broken line) reflecting an ideal model under the control of the control device. The position is shifted in the direction of arrow B (height represented by a solid line) from the position, and scanning is performed at the shifted position to collect X-ray projection data. Even in the state where the bed top plate 29 is displaced in the vertical direction as described above, the reconstruction processing unit can obtain the bed top plate 29 from the ideal model, assuming that the bed top plate 29 moves. Image data is reconstructed from the relative position information of the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the couch top plate 29 and the X-ray projection data. As described above, since the image data is reconstructed based on the relative position information that is shifted in the vertical direction from the original position, the reconstructed image becomes blurred in the vertical direction.

また、図6(b)を参照しつつ、X線源及びX線検出器に振動が発生する場合について説明する。このX線源15等に振動が発生する場合も、寝台天板29の場合と同じである。X線源15及びX線検出器17に振動等が発生しない場合においては、制御装置の制御によりX線源15等は破線で表された位置に維持され、寝台天板29(被検体)の周囲を回転しながらスキャンを行ない、連続的なX線投影データを収集する。そして、再構成処理部はX線源15及びX線検出器17が理想的なモデル(理想的な回転軌道)を反映して回転しているものとし、その理想モデルから得られるX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の相対的な位置情報とX線投影データとから画像データを再構成する。この場合、破線で表されたX線源15及びX線検出器17は理想モデルを反映して回転しているため、再構成された画像にぶれ等は発生せず、所望の画像が得られる。   A case where vibration occurs in the X-ray source and the X-ray detector will be described with reference to FIG. The case where vibration occurs in the X-ray source 15 and the like is the same as the case of the bed top plate 29. When vibration or the like does not occur in the X-ray source 15 and the X-ray detector 17, the X-ray source 15 and the like are maintained at a position indicated by a broken line by the control of the control device, and the bed top plate 29 (subject) Scanning is performed while rotating around, and continuous X-ray projection data is collected. The reconstruction processing unit assumes that the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 are rotated by reflecting an ideal model (ideal rotation trajectory), and the X-ray source 15 obtained from the ideal model. The image data is reconstructed from the relative position information of the X-ray detector 17 and the couch top 29 and the X-ray projection data. In this case, since the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 indicated by the broken line rotate reflecting the ideal model, the reconstructed image does not blur and a desired image is obtained. .

ところが、X線源15及びX線検出器17に左右方向の振動が発生した場合、X線源15及びX線検出器17は、制御装置による制御により理想的なモデルを反映した本来の回転軌道(破線で表される位置)から、矢印C1又は矢印C2の方向(実線で表される位置)にずれ、そのずれた位置においてスキャンが行なわれてX線投影データが収集される。このようにX線源15及びX線検出器17が左右方向にずれた状態で回転している場合においても、再構成処理部はX線源15及びX線検出器17が理想的なモデル(回転軌道)を反映して回転しているものとして、その理想モデルから得られるX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の相対的な位置情報とX線投影データとから画像データを再構成する。このように、本来の回転軌道から左右方向ずれた状態の相対的な位置情報に基づいて画像データを再構成するため、再構成された画像は左右方向にぼやけたものになってしまう。   However, when left and right vibrations occur in the X-ray source 15 and the X-ray detector 17, the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 are rotated by the original rotation trajectory reflecting an ideal model by the control of the control device. The position is shifted in the direction of arrow C1 or arrow C2 (position indicated by the solid line) from the position indicated by the broken line, and scanning is performed at the shifted position to collect X-ray projection data. As described above, even when the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 are rotated in a state shifted in the left-right direction, the reconstruction processing unit is configured so that the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 are ideal models ( Image data from the relative position information of the X-ray source 15, X-ray detector 17 and bed top plate 29 obtained from the ideal model and X-ray projection data. Reconfigure. As described above, since the image data is reconstructed based on the relative position information in a state shifted from the original rotation trajectory in the left-right direction, the reconstructed image becomes blurred in the left-right direction.

以上のように、従来のX線CT装置においては、X線源、X線検出器又は寝台天板が振動等により本来の理想的な軌道からずれてしまった場合に、画像再構成時にそのずれが考慮されずに画像データが再構成されてしまう。そのことにより、再構成された画像は本来の理想的な軌道からがずれた分、ぼやけたり、ずれたりしたものになってしまい、高精度で高分解能な画像を得ることができない。   As described above, in the conventional X-ray CT apparatus, when the X-ray source, the X-ray detector, or the couch top is deviated from the original ideal trajectory due to vibration or the like, the deviation is caused at the time of image reconstruction. The image data is reconstructed without taking account of the above. As a result, the reconstructed image becomes blurred or shifted by the amount deviated from the original ideal trajectory, and a high-precision and high-resolution image cannot be obtained.

この発明は上記の問題を解決するものであり、X線源、X線検出器及び寝台天板の位置を検出してそれらの相対的な位置関係を求め、その相対的な位置関係に基づいて画像データを再構成することにより、画像に発生するぶれ等を相殺して高分解能の画像を得ることが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above problem, detects the positions of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top, obtains their relative positional relationship, and based on the relative positional relationship. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus and an image reconstruction method that can obtain a high-resolution image by canceling blurring and the like occurring in an image by reconstructing image data.

請求項1に記載の発明は、X線ビームを被検体に曝射するX線源と、前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器と、前記被検体を載置した寝台天板と、前記X線源及び前記X線検出器を前記被検体の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャン手段と、前記寝台天板の位置を検出する第1の検出器と、前記第1の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の位置関係を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された位置関係に基づいて、前記X線検出器により得られたX線投影データから画像データを再構成する再構成手段と、を有することを特徴とするX線CT装置である。   According to the first aspect of the present invention, an X-ray source that exposes an X-ray beam to a subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source with a space in which the subject is disposed. A table top on which the subject is placed, scanning means for scanning the subject by rotating the X-ray source and the X-ray detector around the subject, and the bed Based on the first detector for detecting the position of the top plate and the position information detected by the first detector, the positional relationship between the X-ray source, the X-ray detector and the bed top plate is calculated. And reconstructing means for reconstructing image data from the X-ray projection data obtained by the X-ray detector based on the positional relationship calculated by the computing means. X-ray CT apparatus.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線CT装置であって、前記X線源及び前記X線検出器の位置を検出する第2の検出器を更に有し、前記演算手段は、前記第1の検出器及び前記第2の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の相対的な位置を算出し、前記再構成手段は、前記演算手段により算出された相対的な位置に基づいて、前記X線投影データから画像データを再構成することを特徴とするものである。   The invention described in claim 2 is the X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a second detector for detecting positions of the X-ray source and the X-ray detector, and the calculation. The means calculates a relative position of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top, based on position information detected by the first detector and the second detector, The reconstructing means reconstructs image data from the X-ray projection data based on the relative position calculated by the computing means.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のX線CT装置であって、前記演算手段は、前記第1の検出器及び前記第2の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の間の相対的な変位を算出し、前記再構成手段は、前記演算手段により算出された相対的な変位量に応じて、前記X線投影データを補正して画像データを再構成することを特徴とするものである。   A third aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the second aspect, wherein the calculation means is based on position information detected by the first detector and the second detector. The relative displacement between the X-ray source, the X-ray detector and the bed top plate is calculated, and the reconstructing means is configured to calculate the X-ray according to the relative displacement calculated by the computing means. The image data is reconstructed by correcting the projection data.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のX線CT装置であって、前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、前記再構成手段は、前記相対的な変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とするものである。   A fourth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the third aspect, wherein the X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements, and the reconstruction means is configured to perform the relative processing. The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by an appropriate amount of displacement.

請求項5に記載の発明は、X線ビームを被検体に曝射するX線源と、前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器と、前記被検体を載置し、その内部に指標材が埋め込まれた寝台天板と、前記X線源及び前記X線検出器を前記被検体の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャン手段と、前記X線検出器により得られたX線投影データに基づいて画像データを再構成する再構成手段と、前記再構成手段により再構成された画像データから前記指標材の変位量を算出する演算手段と、を有し、前記再構成手段は、前記指標材の変位量に応じて前記X線投影データを補正して新たな画像データを再構成することを特徴とするX線CT装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, an X-ray source that exposes an X-ray beam to a subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source with a space in which the subject is disposed. And a bed top plate in which the subject is placed and an index material is embedded therein, and the X-ray source and the X-ray detector are rotated around the subject with respect to the subject. Scanning means for performing scanning, reconstructing means for reconstructing image data based on X-ray projection data obtained by the X-ray detector, and the index material from the image data reconstructed by the reconstructing means Calculating means for calculating a displacement amount of the index material, wherein the reconstruction means corrects the X-ray projection data in accordance with the displacement amount of the index material to reconstruct new image data. X-ray CT apparatus.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のX線CT装置であって、前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、前記再構成手段は、前記指標材の変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とするものである。   A sixth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, wherein the X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements, and the reconstruction means includes the indicator material. The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by the amount of displacement.

請求項7に記載の発明は、X線ビームを前記被検体に曝射するX線源及び前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器を、被検体が載置された寝台天板の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャンステップと、前記寝台天板の位置を検出する位置検出ステップと、前記検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の位置関係を算出する演算ステップと、前記演算ステップにて算出された位置関係に基づいて、前記X線検出器により得られたX線投影データから画像データを再構成する再構成ステップと、を含むことを特徴とする画像再構成方法である。   The invention according to claim 7 is an X-ray detector that exposes an X-ray beam to the subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source with a space in which the subject is disposed. A scanning step of scanning the subject by rotating around the bed top on which the subject is placed, a position detecting step of detecting the position of the bed top, and the detected A calculation step for calculating a positional relationship among the X-ray source, the X-ray detector and the couch top based on position information, and the X-ray detector based on the positional relationship calculated in the calculation step A reconstruction step of reconstructing image data from the X-ray projection data obtained by the above method.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の画像再構成方法であって、前記位置検出ステップでは、前記X線源及び前記X線検出器の位置を更に検出し、前記演算ステップでは、前記検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の相対的な位置を算出し、前記再構成ステップでは、前記演算ステップにて算出された相対的な位置に基づいて、前記X線投影データから画像データを再構成することを特徴とするものである。   The invention according to claim 8 is the image reconstruction method according to claim 7, wherein in the position detection step, the positions of the X-ray source and the X-ray detector are further detected, and in the calculation step Based on the detected position information, the relative positions of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top are calculated, and in the reconstruction step, the relative positions calculated in the calculation step are calculated. The image data is reconstructed from the X-ray projection data based on a specific position.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の画像再構成方法であって、前記演算ステップでは、前記位置検出ステップにて検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の間の相対的な変位を算出し、前記再構成ステップでは、前記演算ステップにより算出された相対的な変位量に応じて前記X線投影データを補正して画像データを再構成することを特徴とするものである。   A ninth aspect of the present invention is the image reconstruction method according to the eighth aspect, wherein, in the calculation step, the X-ray source and the X-ray source are based on position information detected in the position detection step. A relative displacement between a line detector and the couch top is calculated, and in the reconstruction step, the X-ray projection data is corrected according to the relative displacement calculated in the calculation step, and image data is obtained. It is characterized by reconfiguring.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の画像再構成方法であって、前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、前記再構成ステップでは、前記相対的な変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とするものである。   A tenth aspect of the present invention is the image reconstruction method according to the ninth aspect, wherein the X-ray detector includes a plurality of X-ray detection elements arranged, and in the reconstruction step, the relative The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by an appropriate amount of displacement.

請求項11に記載の発明は、X線ビームを前記被検体に曝射するX線源及び前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器を、被検体が載置され、内部に指標材が埋め込まれた寝台天板の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャンステップと、前記X線検出器により得られたX線投影データに基づいて画像データを再構成する第1の再構成ステップと、前記第1の再構成ステップにて再構成された画像データから前記指標材の変位量を算出する演算ステップと、前記指標材の変位量に応じて前記X線投影データを補正して新たな画像データを再構成する第2の再構成ステップと、を含むことを特徴とする画像再構成方法である。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an X-ray source for exposing an X-ray beam to the subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source with a space in which the subject is disposed. Scanning step for scanning the subject by rotating around the couch top on which the subject is placed and the indicator material is embedded inside, and the X-ray obtained by the X-ray detector A first reconstruction step for reconstructing image data based on line projection data; a calculation step for calculating a displacement amount of the indicator material from the image data reconstructed in the first reconstruction step; And a second reconstruction step of reconstructing new image data by correcting the X-ray projection data in accordance with the amount of displacement of the index material.

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の画像形成方法であって、前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、前記再構成ステップでは、前記指標材の変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とするものである。   A twelfth aspect of the present invention is the image forming method according to the eleventh aspect, wherein the X-ray detector includes a plurality of X-ray detection elements arranged, and in the reconstruction step, The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by the amount of displacement.

請求項1及び請求項7に記載の発明によると、被検体を載置した寝台天板の位置を実際に検出して、X線源、X線検出器及び寝台天板の位置関係を求め、その位置関係に基づいてX線投影データから画像データを再構成することにより、寝台天板等に発生する振動等が原因で画像に発生するぶれ等を相殺して高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to the invention of claim 1 and claim 7, by actually detecting the position of the couch top on which the subject is placed, the positional relationship among the X-ray source, the X-ray detector and the couch top is obtained, By reconstructing the image data from the X-ray projection data based on the positional relationship, a high-accuracy and high-resolution image can be obtained by canceling out shakes and the like that occur in the image due to vibrations generated on the couch top and the like. Can be obtained.

請求項2及び請求項8に記載の発明によると、X線源及びX線検出器の位置を実際に検出して、X線源、X線検出器及び寝台天板との相対的な位置を求め、その相対的な位置に基づいてX線投影データを補正して画像データを再構成することにより、寝台天板等に発生する振動等が原因で画像に発生するぶれ等を相殺して高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to the invention described in claim 2 and claim 8, the positions of the X-ray source and the X-ray detector are actually detected, and the relative positions of the X-ray source, the X-ray detector and the couch top are determined. By correcting the X-ray projection data based on the relative position and reconstructing the image data, it is possible to cancel out shakes and the like generated in the image due to vibrations generated on the bed top and the like. An image with a resolution can be obtained.

請求項3及び請求項9に記載の発明によると、X線源、X線検出器及び寝台天板の間の相対的な変位を求め、その相対的な変位量に応じてX線投影データを補正して画像データを再構成することにより、その位置ずれにより画像に発生するぶれ等を相殺して高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to the invention of claim 3 and claim 9, the relative displacement among the X-ray source, the X-ray detector and the bed top plate is obtained, and the X-ray projection data is corrected according to the relative displacement amount. By reconstructing the image data, it is possible to obtain a high-precision and high-resolution image by canceling out blurs and the like generated in the image due to the displacement.

請求項4及び請求項10に記載の発明によると、X線源、X線検出器及び寝台天板の間の相対的な変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することにより、その変位により画像に発生するぶれ等を相殺して高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to invention of Claim 4 and Claim 10, X-ray projection detected by the X-ray detection element in the position shifted | deviated by the relative displacement amount between X-ray source, X-ray detector, and a bed top plate By reconstructing the image data using the data, it is possible to obtain a high-accuracy and high-resolution image by canceling blurring and the like generated in the image due to the displacement.

請求項5及び請求項11に記載の発明によると、寝台天板の内部に指標材を埋め込み、その状態で撮影を行って断層像を再構成すると画像データにその指標材が写される。再構成画像の中の指標材の理想的なモデル(本来の位置)からの変位量を求め、その変位量に応じてX線投影データを補正して新たな画像データを再構成する。その変位量は寝台天板の理想的なモデル(本来の位置)からの変位(ずれ)を反映しているため、その変位量に応じてX線投影データを補正して画像データを再構成することにより、寝台天板の位置ずれにより画像に発生するぶれ等を相殺して高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, when the index material is embedded in the bed top plate and the tomogram is reconstructed by photographing in that state, the index material is copied to the image data. A displacement amount from an ideal model (original position) of the index material in the reconstructed image is obtained, and X-ray projection data is corrected according to the displacement amount to reconstruct new image data. Since the displacement reflects the displacement (deviation) from the ideal model (original position) of the couch top, the X-ray projection data is corrected according to the displacement and the image data is reconstructed. Thus, it is possible to obtain a high-accuracy and high-resolution image by canceling out blurs and the like generated in the image due to the positional deviation of the bed top plate.

請求項6及び請求項12に記載の発明によると、指標材の変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することにより、その変位により画像に発生するぶれ等を相殺して高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   According to the invention of claim 6 and claim 12, by reconstructing the image data using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by the amount of displacement of the index material, It is possible to obtain a high-accuracy and high-resolution image by canceling blurring and the like generated in the image due to the displacement.

以下、この発明の実施形態に係るX線CT装置及び画像再構成方法について、図1乃至図5を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an X-ray CT apparatus and an image reconstruction method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

(構成)
この発明の実施形態に係るX線CT装置の構成について図1乃至図3を参照しつつ説明する。図1は、この発明の実施形態に係るX線CT装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、この発明の実施形態に係るX線CT装置の概略構成を示す図であり、回転架台を正面からみた正面図と、X線CT装置の側面からみた側面図である。図3は、この発明の実施形態に係るX線CT装置に備えられているX線源とX線検出器とを示す図である。
(Constitution)
A configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a front view of the rotating mount viewed from the front and a side view of the X-ray CT apparatus viewed from the side. FIG. 3 is a diagram showing an X-ray source and an X-ray detector provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.

図1に示すように、この実施形態に係るX線CT装置は、架台装置と寝台装置と操作コンソール部とを備えて構成されている。架台装置は、高電圧発生装置13と、X線源15と、X線検出器17と、回転架台19と、データ収集装置21(DAS)と、架台駆動装置23と、を備えて構成されている。寝台装置は、寝台駆動部25と、寝台基台27と、寝台天板29とを備えて構成されている。操作コンソール部は、スキャン制御部11と、前処理部31と、X線投影データ記憶部33と、再構成処理部35と、画像記憶部37と、画像処理部39と、入力装置41と、表示装置43と、位置情報記憶部45とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to this embodiment includes a gantry device, a bed device, and an operation console unit. The gantry device includes a high voltage generator 13, an X-ray source 15, an X-ray detector 17, a rotating gantry 19, a data collection device 21 (DAS), and a gantry driving device 23. Yes. The bed apparatus includes a bed driving unit 25, a bed base 27, and a bed top plate 29. The operation console unit includes a scan control unit 11, a preprocessing unit 31, an X-ray projection data storage unit 33, a reconstruction processing unit 35, an image storage unit 37, an image processing unit 39, an input device 41, A display device 43 and a position information storage unit 45 are provided.

ヘリカルスキャンによりスキャンを行なう場合、スキャン制御部11は、入力装置41を用いて入力されたスライス厚、回転速度等のヘリカルスキャン条件のうち、回転速度、スライス厚、及びファン角度等を架台・寝台制御信号として架台駆動装置23及び寝台駆動部24に対して出力する。また、スキャン制御部11は、X線ビーム発生を制御するX線ビーム発生制御信号を高電圧発生装置13に対して出力する。さらに、スキャン制御部11は、X線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集装置21に対して出力する。   When scanning by helical scan, the scan control unit 11 sets the rotation speed, slice thickness, fan angle, etc. among the helical scan conditions such as slice thickness and rotation speed input using the input device 41. The control signal is output to the gantry driving device 23 and the bed driving unit 24. The scan control unit 11 outputs an X-ray beam generation control signal for controlling X-ray beam generation to the high voltage generator 13. Further, the scan control unit 11 outputs a detection control signal indicating the detection timing of the X-ray beam to the data acquisition device 21.

高電圧発生装置13は、X線源15からX線ビームを曝射させるための高電圧をスキャン制御部11からの制御信号に従ってX線源15に供給する。   The high voltage generator 13 supplies a high voltage for exposing the X-ray beam from the X-ray source 15 to the X-ray source 15 in accordance with a control signal from the scan control unit 11.

X線源15は、高電圧発生装置13から供給された高電圧によってX線ビームを曝射する。X線源15から曝射されるX線ビームは、ファン状やコーン状のビームとなる。このX線源15がこの発明の「X線源」に相当する。   The X-ray source 15 exposes the X-ray beam with the high voltage supplied from the high voltage generator 13. The X-ray beam exposed from the X-ray source 15 is a fan-shaped or cone-shaped beam. The X-ray source 15 corresponds to the “X-ray source” of the present invention.

X線検出器17は、X線源15から曝射され、被検体を透過したX線ビームを検出する。シングルスライスCT装置の場合、X線検出器17は、ファン状又は直線状に例えば1000チャンネルのX線検出素子を1列に並べて構成されている。また、マルチスライスCT装置の場合、X線検出器17は、X線検出素子を互いに直交する2方向(スライス方向及びチャンネル方向を成す)それぞれにアレイ状に複数個配列され、これにより2次元のX線検出器を成している。マルチスライスCTの場合、例えば図7(a)、(b)、(c)に示すように、X線検出素子17aはチャンネル方向とともにスライス方向にも複数個配列されている。このX線検出器17がこの発明の「X線検出器」に相当する。   The X-ray detector 17 detects an X-ray beam that is exposed from the X-ray source 15 and transmitted through the subject. In the case of a single slice CT apparatus, the X-ray detector 17 is configured by arranging, for example, 1000 channels of X-ray detection elements in a line in a fan shape or a linear shape. In the case of a multi-slice CT apparatus, the X-ray detector 17 includes a plurality of X-ray detector elements arranged in an array in two orthogonal directions (slice direction and channel direction). It constitutes an X-ray detector. In the case of multi-slice CT, for example, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, a plurality of X-ray detection elements 17a are arranged in the slice direction as well as the channel direction. The X-ray detector 17 corresponds to the “X-ray detector” of the present invention.

回転架台19(ガントリ)は、X線源15とX線検出器17とを内部に保持する。また、回転架台19は、架台駆動部23により、X線源15とX線検出器17との中間点を通る回転軸を中心にして回転させられる。   The rotary mount 19 (gantry) holds the X-ray source 15 and the X-ray detector 17 inside. Further, the rotating gantry 19 is rotated by a gantry driving unit 23 around a rotation axis passing through an intermediate point between the X-ray source 15 and the X-ray detector 17.

データ収集部21(DAS)は、X線検出器17の各X線検出素子17aと同様にアレイ状に配列されたデータ収集素子を有し、X線検出器17により検出されたX線ビーム(実際には検出信号)を、スキャン制御部11により出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。この収集されたデータがX線投影データとなる。   The data acquisition unit 21 (DAS) has data acquisition elements arranged in an array like the X-ray detection elements 17a of the X-ray detector 17, and the X-ray beam (detected by the X-ray detector 17) Actually, the detection signal) is collected in correspondence with the data collection control signal output by the scan control unit 11. This collected data becomes X-ray projection data.

回転架台19が1回転するときに、例えば1000回X線投影データを収集し、このX線投影データを基に後述の方法で画像再構成する。尚、1回のデータ収集を1ビュー、1ビューにおける1X線検出素子17aのデータを1ビーム、1ビューにおける全ビーム(全検出素子17aのデータ)をまとめて実データと称する。   When the rotating mount 19 makes one rotation, for example, 1000 times of X-ray projection data is collected, and an image is reconstructed by a method described later based on the X-ray projection data. Note that one data collection is referred to as one view, data of the 1 X-ray detection element 17a in one view and one beam, and all beams in one view (data of all detection elements 17a) are collectively referred to as actual data.

架台駆動装置23は、スキャン制御部11により出力された架台制御信号に基づいて、回転架台19を回転させる。   The gantry driving device 23 rotates the rotating gantry 19 based on the gantry control signal output by the scan control unit 11.

寝台駆動部25は、スキャン制御部11から出力された寝台移動信号に基づいて、回転架台19の1回転当たりの寝台天板29の移動量を求め、この移動量で寝台天板29を移動させる。寝台基台27は、寝台駆動部25により寝台天板29を上下方向に移動させる。寝台天板29は被検体を載せ、被検体の体軸方向(Z軸方向:スライス方向)に移動可能となっている。   Based on the bed movement signal output from the scan control unit 11, the bed driving unit 25 obtains the movement amount of the bed top plate 29 per rotation of the rotary mount 19 and moves the bed top plate 29 by this movement amount. . The bed base 27 moves the bed top plate 29 in the vertical direction by the bed driving unit 25. The couch top plate 29 mounts the subject and is movable in the body axis direction (Z-axis direction: slice direction) of the subject.

前処理部31は、データ収集装置21から出力されたX線投影データに感度補正やX線強度補正等を施す。前処理部31にて感度補正等の処理が施されたX線投影データは、X線投影データ記憶部33に一旦記憶される。   The preprocessing unit 31 performs sensitivity correction, X-ray intensity correction, and the like on the X-ray projection data output from the data collection device 21. The X-ray projection data that has been subjected to processing such as sensitivity correction by the preprocessing unit 31 is temporarily stored in the X-ray projection data storage unit 33.

再構成処理部33は、X線投影データ記憶部33に記憶されたX線投影データを逆投影処理することにより、画像データを再構成する。この逆投影の方法は公知の方法と同じである。また、X線投影データに対して補間処理を行う場合は、360度補間法又は180度補間法(対向データ補間法)等の公知の補間法により、目的のスライス位置におけるX線投影データを求める。   The reconstruction processing unit 33 reconstructs image data by performing a back projection process on the X-ray projection data stored in the X-ray projection data storage unit 33. This back projection method is the same as a known method. Further, when interpolation processing is performed on X-ray projection data, X-ray projection data at a target slice position is obtained by a known interpolation method such as 360-degree interpolation method or 180-degree interpolation method (opposite data interpolation method). .

さらに、再構成処理部33は、後述する位置検出器47により実際に検出されたX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置情報を用いてX線投影データに対して補正処理を行い、寝台天板29等の変位(位置ずれ)を補正して画像データを再構成する。なお、この再構成処理部33がこの発明の「再構成手段」及び「演算手段」に相当する。   Further, the reconstruction processing unit 33 corrects the X-ray projection data using the position information of the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the bed top plate 29 actually detected by the position detector 47 described later. Processing is performed to correct the displacement (positional deviation) of the bed top plate 29 and the like to reconstruct the image data. The reconstruction processing unit 33 corresponds to “reconstruction means” and “calculation means” of the present invention.

再構成された画像データは、画像記憶部37に一旦記憶された後、画像処理部39に送られる。画像処理部39は、入力装置41にて入力された操作者の指示に基づき、画像データを公知の方法により、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、又はレンダリング処理による3次元画像等の画像データに変換して表示装置43に出力する。表示装置43は、画像処理部39から出力された断層像等をモニタ上に表示する。   The reconstructed image data is temporarily stored in the image storage unit 37 and then sent to the image processing unit 39. The image processing unit 39 uses a known method based on the operator's instruction input from the input device 41, and a tomographic image of an arbitrary cross section, a projection image from an arbitrary direction, a three-dimensional image by a rendering process, or the like. Is converted into image data and output to the display device 43. The display device 43 displays the tomographic image output from the image processing unit 39 on the monitor.

また、図2及び図3に示すように、この実施形態に係るX線CT装置には位置検出器47が設置されている。この位置検出器47は、例えば、レーザ、超音波、渦電流等を利用した非接触センサからなり、位置検出器47との間の距離を測定することにより、X線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置を検出する。また、位置検出器47として加速度センサを用いてX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の加速度を測定することにより、X線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置を検出する。この位置を検出することにより、振動等による寝台天板29等の変位を検出することが可能となる。この位置検出器47がこの発明の「第1の検出器」及び「第2の検出器」に相当する。   As shown in FIGS. 2 and 3, a position detector 47 is installed in the X-ray CT apparatus according to this embodiment. The position detector 47 is composed of, for example, a non-contact sensor using a laser, an ultrasonic wave, an eddy current or the like, and measures the distance between the position detector 47 and the X-ray source 15 and the X-ray detector. 17 and the position of the couch top 29 are detected. Further, by measuring the acceleration of the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the bed top plate 29 using an acceleration sensor as the position detector 47, the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the bed top plate 29 are measured. The position of is detected. By detecting this position, it becomes possible to detect the displacement of the bed top plate 29 and the like due to vibration and the like. The position detector 47 corresponds to the “first detector” and the “second detector” of the present invention.

位置検出器47から出力された位置情報(振動を示す情報)は、各ビュー(各データ収集)のX線投影データに対応付けられて位置情報記憶部45に記憶される。位置情報記憶部45は、例えば、検出のタイミング(時間)に基づいて対応付けを行う。具体的には、X線投影データが検出されたタイミング(時間)と同じタイミングで検出された位置情報を、そのX線投影データに対応付けて記憶する。この位置情報(振動を示す情報)は再構成処理部35に出力され、X線投影データから画像データを再構成する際の位置情報として用いられる。   The position information (information indicating vibration) output from the position detector 47 is stored in the position information storage unit 45 in association with the X-ray projection data of each view (each data collection). For example, the position information storage unit 45 performs association based on the detection timing (time). Specifically, position information detected at the same timing (time) at which the X-ray projection data is detected is stored in association with the X-ray projection data. This position information (information indicating vibration) is output to the reconstruction processing unit 35 and used as position information when reconstructing image data from X-ray projection data.

(動作)
次に、この発明の実施形態に係るX線CT装置の動作(画像再構成方法)について説明する。この実施形態においては、ヘリカルスキャンを実行する場合について説明する。
(Operation)
Next, the operation (image reconstruction method) of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a case where a helical scan is executed will be described.

ヘリカルスキャンを行なう場合、まず、操作者は入力装置41を用いてヘリカルスキャン条件を入力する。このヘリカルスキャン条件には、被検体に対して断層像を得たい撮影領域の範囲の情報が含まれる。この撮影領域が設定されると、この撮影領域のスキャン開始側端部がスキャン開始位置になるように、被検体を寝台天板29に載置する。   When performing a helical scan, first, the operator inputs a helical scan condition using the input device 41. The helical scan condition includes information on the range of the imaging region where a tomographic image is desired for the subject. When this imaging area is set, the subject is placed on the couch top 29 so that the scan start side end of this imaging area is the scan start position.

ヘリカルスキャン条件が入力されるとスキャン制御部11は、このヘリカルスキャン条件のうち、回転速度、スライス厚、及びファン角等を架台・寝台制御信号として架台駆動装置23及び寝台駆動部25に出力する。そして、架台駆動部23は、スキャン制御部11から出力された制御信号に基づいて回転架台19を所定の回転速度で回転させる。寝台駆動部25はスキャン制御部11から出力された制御信号に基づいて回転架台19の1回転あたりの寝台天板29の移動量を求め、この移動量で寝台天板29を移動させる。   When the helical scan condition is input, the scan control unit 11 outputs the rotational speed, slice thickness, fan angle, etc. of the helical scan condition to the gantry driving device 23 and the cradle driving unit 25 as a gantry / bed control signal. . The gantry driving unit 23 rotates the rotating gantry 19 at a predetermined rotation speed based on the control signal output from the scan control unit 11. Based on the control signal output from the scan control unit 11, the couch driving unit 25 obtains the movement amount of the couch top plate 29 per rotation of the rotary mount 19 and moves the couch top plate 29 by this movement amount.

この状態で操作者により診断開始命令が入力装置41から入力されると、スキャン制御部11は、架台駆動装置23及び寝台駆動部25に対して診断開始を指示するとともに、X線ビーム発生を制御するX線ビーム発生制御信号を高電圧発生装置13に対して出力する。そして、X線ビーム発生制御信号に対応させて、高電圧発生装置13は高電圧を発生する。   In this state, when a diagnosis start command is input from the input device 41 by the operator, the scan control unit 11 instructs the gantry driving device 23 and the bed driving unit 25 to start diagnosis and controls the generation of X-ray beams. The X-ray beam generation control signal is output to the high voltage generator 13. The high voltage generator 13 generates a high voltage in response to the X-ray beam generation control signal.

これにより、X線源15からX線ビームが曝射されるとともに、寝台天板29が寝台駆動部25により移動させられ、X線源15の被検体に対する相対的な軌跡がらせん状となるようないわゆるヘリカルスキャンによる診断が開始される。そして、データ収集制御信号がスキャン制御部11により出力されると、データ収集装置21は、このデータ収集制御信号に対応させてX線検出器17からX線ビームを検出し、この検出したX線ビーム(実際にはX線投影データ)を前処理部31に供給する。   Thereby, the X-ray beam is exposed from the X-ray source 15 and the bed top plate 29 is moved by the bed driving unit 25 so that the relative locus of the X-ray source 15 with respect to the subject becomes spiral. Diagnosis by so-called helical scan is started. When the data acquisition control signal is output from the scan control unit 11, the data acquisition device 21 detects an X-ray beam from the X-ray detector 17 in correspondence with the data acquisition control signal, and detects the detected X-ray. A beam (actually X-ray projection data) is supplied to the preprocessing unit 31.

そして、位置検出器47がX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置を検出し、その位置情報を位置情報記憶部45に出力する。位置情報記憶部45では、検出のタイミング(時間)に基づいて各ビューのX線投影データに対応付けて、1ビューごとに位置情報を記憶する。例えば、位置検出器47は寝台天板29等の振動を検出し、その振動波形を位置情報記憶部45に出力する。   Then, the position detector 47 detects the positions of the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the couch top plate 29, and outputs the position information to the position information storage unit 45. The position information storage unit 45 stores position information for each view in association with the X-ray projection data of each view based on the detection timing (time). For example, the position detector 47 detects the vibration of the bed top plate 29 and the like, and outputs the vibration waveform to the position information storage unit 45.

再構成処理部35は、スキャンにより収集されたX線投影データを用いて画像データを再構成する。このとき、再構成処理部35は、位置検出器47にて検出されたX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の相対的な位置情報を用いて画像データを再構成する。再構成処理部35は、位置情報記憶装置45から各ビューのX線投影データに対応付けられたX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置情報を読み込み、X線源15、X線検出器及び寝台天板29の理想的なモデルの軌道(本来の軌道)からの変位量(位置ずれの量)を算出する。   The reconstruction processing unit 35 reconstructs image data using X-ray projection data collected by scanning. At this time, the reconstruction processing unit 35 reconstructs image data using the relative position information of the X-ray source 15, the X-ray detector 17, and the bed top plate 29 detected by the position detector 47. The reconstruction processing unit 35 reads the position information of the X-ray source 15, the X-ray detector 17, and the bed top plate 29 associated with the X-ray projection data of each view from the position information storage device 45, and the X-ray source 15. Then, the amount of displacement (the amount of displacement) from the ideal model trajectory (original trajectory) of the X-ray detector and the couchtop 29 is calculated.

そして、その変位量(位置ずれの量)分だけ、X線検出器17におけるチャンネルをシフトし、シフト先のチャンネルにあるX線検出素子にて検出されたX線投影データ(chデータ)を用いて補正されたデータを作成する。その補正されたデータを、変位がなかった場合(位置ずれがなかった場合)の位置(理想モデルの位置)におけるX線投影データとして画像データを再構成する。   Then, the channel in the X-ray detector 17 is shifted by the amount of displacement (the amount of displacement), and the X-ray projection data (ch data) detected by the X-ray detection element in the shift destination channel is used. To create corrected data. The corrected data is reconstructed as image data as X-ray projection data at the position (the position of the ideal model) when there is no displacement (when there is no displacement).

この実施形態においては、寝台天板29の高さが、スキャン制御部11から出力される制御信号を反映した理想的なモデルの軌道(本来の軌道)からずれる場合について、図5を参照しつつ説明する。図5は、回転架台19の正面からみた正面図であり、X線検出器17及び寝台天板29の位置関係を示す図である。   In this embodiment, the case where the height of the bed top plate 29 deviates from the ideal model trajectory (original trajectory) reflecting the control signal output from the scan control unit 11 while referring to FIG. explain. FIG. 5 is a front view of the rotary mount 19 as viewed from the front, and shows the positional relationship between the X-ray detector 17 and the couch top plate 29.

図5において、寝台天板29が本来の軌道(高さ)にある状態を破線で表し、振動等により本来の軌道(高さ)からずれた状態(変位した状態)を実線で表す。位置検出器47は寝台天板29が本来の位置(高さ)にあるときの位置(破線で表される位置)を検出し、その位置情報を位置情報記憶装置45に出力する。そして、振動等により寝台天板29が上下方向(矢印Bの方向)に変位した場合、位置検出器47は寝台天板29が変位したときの位置(実線で表される位置)を検出し、その位置情報を位置情報記憶装置45に出力する。このように、位置検出器47は変位前後(ずれ前後)の寝台天板29の位置を検出する。   In FIG. 5, a state where the bed top plate 29 is in the original trajectory (height) is represented by a broken line, and a state shifted from the original trajectory (height) due to vibration or the like (displaced state) is represented by a solid line. The position detector 47 detects the position (position indicated by a broken line) when the bed top plate 29 is at the original position (height), and outputs the position information to the position information storage device 45. When the bed top plate 29 is displaced in the vertical direction (in the direction of arrow B) due to vibration or the like, the position detector 47 detects a position (a position represented by a solid line) when the bed top plate 29 is displaced, The position information is output to the position information storage device 45. Thus, the position detector 47 detects the position of the bed top plate 29 before and after displacement (before and after displacement).

位置検出器47により検出された寝台天板29の位置情報は、各ビューのX線投影データに対応付けられて位置情報記憶装置45に記憶される。   The position information of the couch top 29 detected by the position detector 47 is stored in the position information storage device 45 in association with the X-ray projection data of each view.

そして、再構成処理部35は、スキャンにより収集されたX線投影データを用いて画像データを再構成する。このとき、再構成処理部35は、位置検出器47にて検出された変位前後(ずれ前後)の寝台天板29の位置情報を用いて画像データを再構成する。再構成処理部35は、位置情報記憶装置45から各ビューのX線投影データに対応付けられた寝台天板29の位置情報を読み込み、寝台天板29の変位量(位置ずれの量)を算出する。
そして、その変位量(位置ずれの量)だけ、X線検出器17におけるチャンネルをシフトし、シフト先のチャンネルにあるX線検出素子にて検出されたX線投影データ(chデータ)を用いて補正データを作成する。その補正データを、変位がなかった場合(位置ずれがなかった場合)の位置(理想モデルの位置)におけるX線投影データとして画像データを再構成する。
Then, the reconstruction processing unit 35 reconstructs image data using the X-ray projection data collected by scanning. At this time, the reconstruction processing unit 35 reconstructs image data using the position information of the bed top plate 29 before and after displacement (before and after displacement) detected by the position detector 47. The reconstruction processing unit 35 reads the position information of the bed top plate 29 associated with the X-ray projection data of each view from the position information storage device 45, and calculates the displacement amount (position shift amount) of the bed top plate 29. To do.
Then, the channel in the X-ray detector 17 is shifted by the amount of displacement (the amount of displacement), and the X-ray projection data (ch data) detected by the X-ray detection element in the shift destination channel is used. Create correction data. The correction data is reconstructed as X-ray projection data at the position (the ideal model position) when there is no displacement (when there is no displacement).

再構成処理部35による処理について具体的に説明する。従来においては、再構成処理部35は、寝台天板29が破線の位置にあるものとし、その位置情報に基づいて画像データを再構成する。破線の位置に対応するチャンネルのX線検出素子は、X線検出素子17aとなり、再構成処理部35は、このX線検出素子17aにて検出されるX線投影データ(chデータaとする)を、被検体Pの撮影部位P1におけるX線投影データとして画像データを再構成する。ところが、実際は、寝台天板29は実線の位置に変位しているため、chデータaは被検体Pの撮影部位P1を反映したX線投影データにはならない。その結果、再構成された画像は上下方向にぼやけたものになってしまう。   The processing by the reconstruction processing unit 35 will be specifically described. Conventionally, the reconstruction processing unit 35 reconstructs image data based on the position information on the assumption that the couch top plate 29 is at the position of the broken line. The X-ray detection element of the channel corresponding to the position of the broken line is the X-ray detection element 17a, and the reconstruction processing unit 35 detects the X-ray projection data (ch data a) detected by the X-ray detection element 17a. Is reconstructed as X-ray projection data in the imaging region P1 of the subject P. However, in actuality, since the couch top plate 29 is displaced to the position of the solid line, the ch data a is not X-ray projection data reflecting the imaging region P1 of the subject P. As a result, the reconstructed image becomes blurred in the vertical direction.

この実施形態においては、位置検出器47が変位前後(ずれ前後)の寝台天板29の位置を検出し、再構成処理部35が変位量(位置ずれの量)を算出しているため、その変位量(位置ずれの量)だけchデータをシフトして画像データを再構成する。実線の位置に対応するチャンネルのX線検出素子は、X線検出素子17bとなり、再構成処理部35は、シフト先のX線検出素子17bにて検出されるX線投影データ(chデータbとする)を、被検体Pの撮影部位P1におけるX線投影データとして画像データを再構成する。シフト先のX線検出素子17bは、実際に被検体Pの撮影部位P1を透過したX線ビームを検出するため、chデータbは被検体Pの撮影部位P1を反映したX線投影データとなる。従って、このchデータbを用いて再構成することにより、振動等による画像のぶれを相殺することができ、高精度の画像を得ることが可能となる。   In this embodiment, the position detector 47 detects the position of the bed top plate 29 before and after the displacement (before and after the displacement), and the reconstruction processing unit 35 calculates the displacement amount (the amount of displacement). The image data is reconstructed by shifting the ch data by the amount of displacement (the amount of displacement). The X-ray detection element of the channel corresponding to the position of the solid line is the X-ray detection element 17b, and the reconstruction processing unit 35 detects the X-ray projection data (ch data b and the ch data b) detected by the X-ray detection element 17b that is the shift destination. The image data is reconstructed as X-ray projection data in the imaging region P1 of the subject P. Since the X-ray detection element 17b at the shift destination actually detects the X-ray beam transmitted through the imaging part P1 of the subject P, the ch data b becomes X-ray projection data reflecting the imaging part P1 of the subject P. . Therefore, by reconstructing using the ch data b, it is possible to cancel out image blur due to vibration or the like, and it is possible to obtain a highly accurate image.

なお、X線検出素子17a(b)の配列の細かさによって、相殺できる振動の振幅の大きさが変わる。X線検出器17a(b)の配列を細かくするほど、振幅が小さい振動に対応して振動を相殺することが可能となる。また、画像データの再構成に影響がない振幅の大きさを閾値として、その閾値以上の振幅の振動を検出したときに、変位量分だけずれた位置のX線検出器17aにより検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成しても良い。   Note that the amplitude of the vibration that can be canceled varies depending on the fineness of the arrangement of the X-ray detection elements 17a (b). As the arrangement of the X-ray detectors 17a (b) is made finer, it becomes possible to cancel the vibration corresponding to the vibration having a small amplitude. In addition, when the magnitude of the amplitude that does not affect the reconstruction of the image data is set as a threshold, when the vibration having the amplitude equal to or larger than the threshold is detected, the X detected by the X-ray detector 17a at the position shifted by the amount of displacement is detected. Image data may be reconstructed using line projection data.

この実施形態においては、1ビームに対する補正について説明したが、全ての角度(360度)におけるビームに対しても同じ処理を施し、1ビューにおける全ビームをまとめて画像データを再構成する。   In this embodiment, correction for one beam has been described. However, the same processing is performed for beams at all angles (360 degrees), and all the beams in one view are combined to reconstruct image data.

以上のように、位置検出器47により寝台天板29の実際の位置を検出し、その位置から振動等による変位量を算出し、その変位量から再構成に必要なX線投影データを検出するX線検出素子を選択し、選択されたX線検出素子にて検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することにより、振動等による変位を相殺することが可能となり、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   As described above, the actual position of the couch top 29 is detected by the position detector 47, the displacement amount due to vibration or the like is calculated from the position, and X-ray projection data necessary for reconstruction is detected from the displacement amount. By selecting an X-ray detection element and reconstructing the image data using the X-ray projection data detected by the selected X-ray detection element, it becomes possible to cancel displacement caused by vibrations, etc. Thus, a high resolution image can be obtained.

なお、本実施形態においては、寝台天板29が上下方向に変位する場合について説明したが、マルチスライスCT装置において寝台天板29がスライス方向(Z軸方向)に変位する場合においても、同様の処理によりX線投影データを補正して高精度で高分解能の画像を得ることができる。つまり、寝台天板29がスライス方向(Z軸方向)にも変位した場合、その変位量だけスライス方向(Z軸方向)にずれた位置にあるX線検出素子で検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成する。そのことにより、スライス方向(Z軸方向)の変位が相殺され、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   In the present embodiment, the case where the bed top plate 29 is displaced in the vertical direction has been described, but the same applies to the case where the bed top plate 29 is displaced in the slice direction (Z-axis direction) in the multi-slice CT apparatus. By processing, the X-ray projection data can be corrected to obtain a high-precision and high-resolution image. That is, when the couch top plate 29 is also displaced in the slice direction (Z-axis direction), the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted in the slice direction (Z-axis direction) by the displacement amount. To reconstruct the image data. As a result, the displacement in the slice direction (Z-axis direction) is canceled out, and an image with high accuracy and high resolution can be obtained.

また、通常、画像の分解能を向上させるためにはX線源15から出力するX線量を増大させる必要がある。しかしながら、X線量を増加すると、被検体の被爆量が増大する問題がある。この実施形態に係るX線CT装置であれば、寝台天板29等の変位量からX線投影データを補正することにより、高精度で高分解能の画像を得ることができるため、X線量を増大させる必要がない。そのことにより、被検体の被爆量を少なくしつつ高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   In general, in order to improve the resolution of an image, it is necessary to increase the X-ray dose output from the X-ray source 15. However, when the X-ray dose is increased, there is a problem that the exposure amount of the subject increases. In the X-ray CT apparatus according to this embodiment, the X-ray projection data is corrected from the amount of displacement of the bed top plate 29 and the like, so that a high-precision and high-resolution image can be obtained. There is no need to let them. This makes it possible to obtain a high-precision and high-resolution image while reducing the exposure amount of the subject.

さらに、X線源15、X線検出器17及び寝台天板29の位置を検出することで、被検体とX線CT装置との相対的な位置関係を計測することができるため、予め危険を予測することもできる。例えば、回転架台19と寝台天板29との間に被検体が挟まれそうになっても、寝台天板29等の位置を検出していることにより、予め危険を予測して寝台天板29等の駆動を停止させて、被検体が挟まれるのを防止することができる。   Furthermore, since the relative positional relationship between the subject and the X-ray CT apparatus can be measured by detecting the positions of the X-ray source 15, the X-ray detector 17, and the couch top plate 29, there is a risk in advance. It can also be predicted. For example, even if the subject is likely to be sandwiched between the rotary base 19 and the couch top plate 29, the position of the couch top plate 29 and the like is detected, so that danger is predicted in advance and the couch top plate 29 is detected. It is possible to prevent the subject from being pinched by stopping the driving of the like.

なお、X線CT装置とPET装置等の核医学診断装置を組み合わせた、PET/CT装置等にこの実施形態に係るX線CT装置を搭載しても良い。そのことにより、PET装置等の他の撮像装置の画像データとの位置比較も正確に行うことが可能となる。   Note that the X-ray CT apparatus according to this embodiment may be mounted on a PET / CT apparatus or the like in which an X-ray CT apparatus and a nuclear medicine diagnostic apparatus such as a PET apparatus are combined. This makes it possible to accurately perform position comparison with image data of another imaging device such as a PET device.

また、上述した実施形態においては、寝台天板29が振動し、振動天板29の変位からX線投影データを補正して、振動等が相殺された画像データを再構成したが、この他、X線検出器17又はX線源15等が振動する場合においても、同じ処理を施してX線投影データを補正することで、振動等によるX線検出器17等の変位を相殺することが可能となり、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   In the above-described embodiment, the bed top plate 29 vibrates and the X-ray projection data is corrected from the displacement of the vibration top plate 29 to reconstruct the image data in which the vibrations are canceled. Even when the X-ray detector 17 or the X-ray source 15 vibrates, the displacement of the X-ray detector 17 or the like due to vibration or the like can be canceled by performing the same processing and correcting the X-ray projection data. Thus, it is possible to obtain a high-precision and high-resolution image.

さらに、X線源15、X線検出器17及び寝台天板29が同時に振動している場合であっても、位置検出器47によりそれぞれの位置を検出することで、相対的な位置(変位)を算出することができる。その相対的な位置から再構成に必要なX線投影データを検出するX線検出素子を選択し、その選択されたX線検出素子にて検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することにより、振動等による変位が相殺され、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   Further, even when the X-ray source 15, the X-ray detector 17 and the couch top plate 29 are simultaneously vibrating, the relative position (displacement) is detected by detecting the respective positions by the position detector 47. Can be calculated. From the relative position, an X-ray detection element that detects X-ray projection data necessary for reconstruction is selected, and image data is regenerated using the X-ray projection data detected by the selected X-ray detection element. By configuring, displacement due to vibration or the like is canceled out, and an image with high accuracy and high resolution can be obtained.

また、例えば、寝台天板29にマットレスが使用されている場合において、そのマットレスの振動を検出している場合は、位置検出器47が実際に検出された値から、マットレス固有の振動吸収量を差分することにより、振動(変位)を求めても良い。例えば、マットレスにより振動が吸収され、マットレスが振動していても被検体は振動していない場合がある。この場合、実際に検出された値からマットレス固有の振動吸収量を差分することで、被検体の相対的な変位(振動)を求めることができる。このようにして求められた変位量からX線投影データを補正して画像データを再構成することにより、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   In addition, for example, when a mattress is used for the bed top plate 29 and the vibration of the mattress is detected, the vibration absorption amount specific to the mattress is calculated from the value actually detected by the position detector 47. The vibration (displacement) may be obtained by making a difference. For example, vibration may be absorbed by the mattress, and the subject may not vibrate even if the mattress vibrates. In this case, the relative displacement (vibration) of the subject can be obtained by subtracting the vibration absorption amount specific to the mattress from the actually detected value. By correcting the X-ray projection data from the displacement thus obtained and reconstructing the image data, it is possible to obtain an image with high accuracy and high resolution.

また、X線源15又はX線検出器17の変位量を求める場合、位置検出器47としてジャイロスコープを用いても良い。この場合、回転架台19内にジャイロスコープを搭載し、そのジャイロスコープにより検出された回転角速度から回転による遠心力を差分することで、X線源15又はX線検出器17の振動(変位)を求める。変位量が求められると、上述した処理内容と同様に、変位量分だけずらした位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することにより、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   Further, when obtaining the displacement amount of the X-ray source 15 or the X-ray detector 17, a gyroscope may be used as the position detector 47. In this case, a gyroscope is mounted in the rotary mount 19, and the vibration (displacement) of the X-ray source 15 or the X-ray detector 17 is obtained by subtracting the centrifugal force due to the rotation from the rotation angular velocity detected by the gyroscope. Ask. Once the amount of displacement is obtained, the image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at the position shifted by the amount of displacement, as in the above-described processing content, thereby achieving high accuracy. Thus, a high resolution image can be obtained.

さらに、寝台天板29内に気泡又は金属網等の指標材を埋め込み、それを目印にしてX線投影データを補正して画像データを再構成しても良い。図4に示す寝台天板29の斜視図のように、寝台天板29内に気泡又は金属網等からなる指標材29aを埋め込み、その状態でX線ビームを曝射して撮影を行う。指標材29aとしては、X線ビームを曝射して再構成される画像に写されるものであれば何であっても良い。再構成データには、その金属網等の指標材29aが表されるため、再構成処理部35が、スキャン制御部11からの制御信号に基づく理想的な位置からの指標材29aの変位量(位置ずれの量)を算出する。そして、再構成処理部35は、その変位量分だけずらした位置にあるX線検出素子で検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成する。このように画像データを再構成することにより、画像における変位を相殺することが可能となるため、高精度で高分解能の画像を得ることが可能となる。   Further, an index material such as a bubble or a metal net may be embedded in the bed top plate 29, and the X-ray projection data may be corrected using this as a mark to reconstruct the image data. As shown in the perspective view of the couch top plate 29 shown in FIG. 4, an index material 29a made of bubbles or a metal net is embedded in the couch top plate 29, and in this state, an X-ray beam is exposed to perform imaging. The indicator material 29a may be anything as long as it is copied in an image reconstructed by exposure to an X-ray beam. Since the reconstruction material represents the index material 29a such as a metal net, the reconstruction processing unit 35 has a displacement amount of the index material 29a from an ideal position based on a control signal from the scan control unit 11 ( The amount of misalignment) is calculated. Then, the reconstruction processing unit 35 reconstructs image data using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at the position shifted by the displacement amount. By reconstructing the image data in this way, it is possible to cancel out the displacement in the image, so that it is possible to obtain an image with high accuracy and high resolution.

また、ジャイロスコープを用いる場合や、指標材を用いる場合等においても、全ての角度におけるビームに対してのX線源15、X線検出器17及び寝台天板29の変位量を求め、1ビューにおける全ビームをまとめて画像データを再構成する。   Further, even when using a gyroscope or using an index material, the amount of displacement of the X-ray source 15, X-ray detector 17 and bed top plate 29 with respect to the beam at all angles is obtained. The image data is reconstructed by combining all the beams.

この発明の実施形態に係るX線CT装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係るX線CT装置の概略構成を示す図であり、回転架台を正面からみた正面図と、X線CT装置の側面からみた側面図である。It is a figure which shows schematic structure of the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention, and is the front view which looked at the rotation mount from the front, and the side view which looked at the side of the X-ray CT apparatus. この発明の実施形態に係るX線CT装置に備えられているX線源とX線検出器とを示す図である。It is a figure which shows the X-ray source and X-ray detector with which the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention is equipped. この発明の実施形態に係るX線CT装置に備えられる寝台天板の斜視図である。1 is a perspective view of a couch top provided in an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係るX線CT装置の動作を説明するための正面図であり、X線検出器と寝台天板とを示す図である。It is a front view for demonstrating operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention, and is a figure which shows an X-ray detector and a bed top plate. X線CT装置に発生する振動による画像再構成への影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence on the image reconstruction by the vibration which generate | occur | produces in a X-ray CT apparatus. X線検出器(X線検出素子)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an X-ray detector (X-ray detection element).

符号の説明Explanation of symbols

11 スキャン制御部
13 高電圧発生装置
15 X線源
17 X線検出器
17a X線検出素子
19 回転架台(ガントリ)
21 データ収集装置(DAS)
23 架台駆動装置
25 寝台駆動部
27 寝台基台
29 寝台天板
29a 指標材
31 前処理部
33 X線投影データ記憶部
35 再構成処理部
37 画像記憶部
39 画像処理部
41 入力装置
43 表示装置
45 位置情報記憶部
47 位置検出器

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Scan control part 13 High voltage generator 15 X-ray source 17 X-ray detector 17a X-ray detection element 19 Rotating mount (gantry)
21 Data collection device (DAS)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Stand drive device 25 Bed drive part 27 Bed base 29 Bed top plate 29a Index material 31 Pre-processing part 33 X-ray projection data storage part 35 Reconstruction process part 37 Image storage part 39 Image processing part 41 Input device 43 Display apparatus 45 Position information storage unit 47 Position detector

Claims (12)

X線ビームを被検体に曝射するX線源と、
前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器と、
前記被検体を載置した寝台天板と、
前記X線源及び前記X線検出器を前記被検体の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャン手段と、
前記寝台天板の位置を検出する第1の検出器と、
前記第1の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の位置関係を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された位置関係に基づいて、前記X線検出器により得られたX線投影データから画像データを再構成する再構成手段と、
を有することを特徴とするX線CT装置。
An X-ray source for exposing an X-ray beam to the subject;
An X-ray detector disposed opposite to the X-ray source across a space in which the subject is disposed;
A table top on which the subject is placed;
Scanning means for scanning the subject by rotating the X-ray source and the X-ray detector around the subject;
A first detector for detecting the position of the couch top;
Based on position information detected by the first detector, calculation means for calculating a positional relationship between the X-ray source, the X-ray detector, and the bed top;
Reconstructing means for reconstructing image data from X-ray projection data obtained by the X-ray detector based on the positional relationship calculated by the computing means;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記X線源及び前記X線検出器の位置を検出する第2の検出器を更に有し、
前記演算手段は、前記第1の検出器及び前記第2の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の相対的な位置を算出し、
前記再構成手段は、前記演算手段により算出された相対的な位置に基づいて、前記X線投影データから画像データを再構成することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
A second detector for detecting a position of the X-ray source and the X-ray detector;
The calculation means calculates a relative position of the X-ray source, the X-ray detector, and the bed top plate based on position information detected by the first detector and the second detector. And
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the reconstruction unit reconstructs image data from the X-ray projection data based on a relative position calculated by the calculation unit.
前記演算手段は、前記第1の検出器及び前記第2の検出器により検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の間の相対的な変位を算出し、
前記再構成手段は、前記演算手段により算出された相対的な変位量に応じて、前記X線投影データを補正して画像データを再構成することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
The calculation means calculates a relative displacement among the X-ray source, the X-ray detector, and the bed top plate based on position information detected by the first detector and the second detector. And
3. The X-ray according to claim 2, wherein the reconstructing unit reconstructs image data by correcting the X-ray projection data according to a relative displacement calculated by the computing unit. CT device.
前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、
前記再構成手段は、前記相対的な変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。
The X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements,
The reconstructing means reconstructs image data using X-ray projection data detected by an X-ray detection element located at a position shifted by the relative displacement amount. X-ray CT system.
X線ビームを被検体に曝射するX線源と、
前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器と、
前記被検体を載置し、その内部に指標材が埋め込まれた寝台天板と、
前記X線源及び前記X線検出器を前記被検体の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャン手段と、
前記X線検出器により得られたX線投影データに基づいて画像データを再構成する再構成手段と、
前記再構成手段により再構成された画像データから前記指標材の変位量を算出する演算手段と、を有し、
前記再構成手段は、前記指標材の変位量に応じて前記X線投影データを補正して新たな画像データを再構成することを特徴とするX線CT装置。
An X-ray source for exposing an X-ray beam to the subject;
An X-ray detector disposed opposite to the X-ray source across a space in which the subject is disposed;
A table top on which the subject is placed, and an indicator material is embedded therein;
Scanning means for scanning the subject by rotating the X-ray source and the X-ray detector around the subject;
Reconstructing means for reconstructing image data based on X-ray projection data obtained by the X-ray detector;
Calculating means for calculating a displacement amount of the indicator material from the image data reconstructed by the reconstructing means,
The X-ray CT apparatus is characterized in that the reconstructing means reconstructs new image data by correcting the X-ray projection data in accordance with a displacement amount of the index material.
前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、
前記再構成手段は、前記指標材の変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
The X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements,
6. The reconstructing means reconstructs image data using X-ray projection data detected by an X-ray detection element located at a position shifted by an amount of displacement of the index material. X-ray CT system.
X線ビームを前記被検体に曝射するX線源及び前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器を、被検体が載置された寝台天板の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャンステップと、
前記寝台天板の位置を検出する位置検出ステップと、
前記検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の位置関係を算出する演算ステップと、
前記演算ステップにて算出された位置関係に基づいて、前記X線検出器により得られたX線投影データから画像データを再構成する再構成ステップと、
を含むことを特徴とする画像再構成方法。
An X-ray source that exposes the X-ray beam to the subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source across a space in which the subject is arranged are placed on the subject A scan step of scanning the subject by rotating around the bed top;
A position detecting step for detecting the position of the bed top;
A calculation step of calculating a positional relationship between the X-ray source, the X-ray detector, and the bed top plate based on the detected position information;
Reconstructing step of reconstructing image data from X-ray projection data obtained by the X-ray detector based on the positional relationship calculated in the calculating step;
An image reconstruction method comprising:
前記位置検出ステップでは、前記X線源及び前記X線検出器の位置を更に検出し、
前記演算ステップでは、前記検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の相対的な位置を算出し、
前記再構成ステップでは、前記演算ステップにて算出された相対的な位置に基づいて、前記X線投影データから画像データを再構成することを特徴とする請求項7に記載の画像再構成方法。
In the position detecting step, the positions of the X-ray source and the X-ray detector are further detected,
In the calculation step, a relative position of the X-ray source, the X-ray detector and the bed top is calculated based on the detected position information,
The image reconstruction method according to claim 7, wherein in the reconstruction step, image data is reconstructed from the X-ray projection data based on the relative position calculated in the calculation step.
前記演算ステップでは、前記位置検出ステップにて検出された位置情報に基づいて、前記X線源、前記X線検出器及び前記寝台天板の間の相対的な変位を算出し、
前記再構成ステップでは、前記演算ステップにより算出された相対的な変位量に応じて前記X線投影データを補正して画像データを再構成することを特徴とする請求項8に記載の画像再構成方法。
In the calculation step, a relative displacement between the X-ray source, the X-ray detector and the bed top plate is calculated based on the position information detected in the position detection step,
9. The image reconstruction according to claim 8, wherein in the reconstruction step, the image data is reconstructed by correcting the X-ray projection data in accordance with the relative displacement amount calculated in the calculation step. Method.
前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、
前記再構成ステップでは、前記相対的な変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とする請求項9に記載の画像再構成方法。
The X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements,
The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by the relative displacement amount in the reconstruction step. Image reconstruction method.
X線ビームを前記被検体に曝射するX線源及び前記X線源に対して前記被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたX線検出器を、被検体が載置され、内部に指標材が埋め込まれた寝台天板の周囲を回転させることにより前記被検体に対してスキャンを行なうスキャンステップと、
前記X線検出器により得られたX線投影データに基づいて画像データを再構成する第1の再構成ステップと、
前記第1の再構成ステップにて再構成された画像データから前記指標材の変位量を算出する演算ステップと、
前記指標材の変位量に応じて前記X線投影データを補正して新たな画像データを再構成する第2の再構成ステップと、
を含むことを特徴とする画像再構成方法。
An X-ray source that exposes the X-ray beam to the subject, and an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source across a space in which the subject is placed, A scan step of scanning the subject by rotating around the couch top embedded with an indicator material;
A first reconstruction step of reconstructing image data based on X-ray projection data obtained by the X-ray detector;
A calculation step of calculating a displacement amount of the indicator material from the image data reconstructed in the first reconstruction step;
A second reconstruction step of reconstructing new image data by correcting the X-ray projection data in accordance with the amount of displacement of the indicator material;
An image reconstruction method comprising:
前記X線検出器は複数のX線検出素子が配列してなり、
前記再構成ステップでは、前記指標材の変位量分だけずれた位置にあるX線検出素子により検出されたX線投影データを用いて画像データを再構成することを特徴とする請求項11に記載の画像再構成方法。
The X-ray detector is formed by arranging a plurality of X-ray detection elements,
The image data is reconstructed using the X-ray projection data detected by the X-ray detection element located at a position shifted by the displacement amount of the index material in the reconstruction step. Image reconstruction method.
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